В турбината Пелтън, известен също като допирателна хидравличен колело или Пелтън волана, е изобретен от американския Лестър Алън Пелтън през 1870. Въпреки, че няколко вида турбини са били създадени преди типа Пелтън, това все още е най-широко използвани в момента за неговата ефективност.
Това е импулсна турбина или хидравлична турбина, която има опростен и компактен дизайн, има формата на колело, съставено главно от кофи, дефлектори или разделени подвижни остриета, разположени около периферията му.
Остриетата могат да бъдат разположени поотделно или да се прикрепят към централната главина, или цялото колело може да бъде монтирано в едно цяло парче. За да функционира, тя преобразува енергията на течността в движение, което се генерира, когато високоскоростна струя вода удари подвижните лопатки, карайки я да се върти и да започне да работи.
Обикновено се използва за производство на електроенергия във водноелектрически централи, където наличният резервоар за вода е разположен на определена височина над турбината.
история
Хидравличните колела са родени от първите колела, които са били използвани за изтегляне на вода от реки и са били преместени от усилията на човек или животни.
Тези колела датират от II век пр. Н. Е., Когато към обиколката на колелото са добавени гребла. Хидравличните колела започнаха да се използват, когато беше открита възможността да се използва енергията на токове за работа на други машини, известни днес като турбомашини или хидравлични машини.
Импулсната турбина тип „Пелтън“ се появява чак през 1870 г., когато миньорът Лестър Алън Пелтън от американски произход прилага първия механизъм с колела за изтегляне на вода, подобно на мелница, след което той реализира парни двигатели.
Тези механизми започнаха да се провалят в работата си. Оттам Пелтън излезе с идеята да проектира хидравлични колела с остриета или остриета, които получават шока на водата с висока скорост.
Той забеляза, че струята се удари в ръба на лопатките вместо в центъра им и в резултат на това водният поток излизаше в обратна посока, а турбината се ускорява, превръщайки се в по-ефективен метод. Този факт се основава на принципа, чрез който кинетичната енергия, произведена от струята, се запазва и може да се използва за генериране на електрическа енергия.
Пелтън е смятан за баща на хидроенергията, заради значителния си принос за развитието на хидроенергията в целия свят. Изобретението му в края на 70-те години на миналия век, наречено Pelton Runner от него, е признато за най-ефективния дизайн на импулсни турбини.
По-късно Лестър Пелтън патентова колелото си и през 1888 г. създава компанията Pelton Water Wheel в Сан Франциско. "Pelton" е търговска марка за продуктите на тази компания, но терминът се използва за идентифициране на подобни импулсни турбини.
По-късно се появяват нови дизайни, като турбината Turgo, патентована през 1919 г., и турбината Banki, вдъхновена от модела на колелата Pelton.
Работа на турбината Пелтън
Има два типа турбини: реакционна турбина и импулсна турбина. В реакционна турбина дренажът се извършва под натиска на затворена камера; например обикновена градинска пръскачка.
В импулсната турбина тип Пелтон, когато кофите, разположени в периферията на колелото, директно приемат водата с висока скорост, те задвижват въртеливото движение на турбината, превръщайки кинетичната енергия в динамична енергия.
Въпреки че и кинетичната енергия, и енергията под налягане се използват в реакционната турбина и въпреки че цялата енергия, доставена в импулсна турбина, е кинетична, следователно работата на двете турбини зависи от промяна в скоростта на водата, т.е. така че да упражнява динамична сила върху споменатия въртящ се елемент.
Приложение
На пазара има голямо разнообразие от турбини с различни размери, но се препоръчва да се използва турбина тип Pelton на височини от 300 метра до приблизително 700 метра или повече.
Малки турбини се използват за битови нужди. Благодарение на динамичната енергия, генерирана от скоростта на водата, тя може лесно да произвежда електрическа енергия по такъв начин, че тези турбини се използват най-вече за експлоатация на водноелектрически централи.
Например, водноелектрическата централа Bieudron в язовирния комплекс Grande Dixence, разположен в швейцарските Алпи в кантона Вале, Швейцария.
Тази централа започва производството си през 1998 г. с два световни рекорда: тя има най-мощната турбина Пелтън в света и най-високата глава, използвана за производство на хидроелектрическа енергия.
Съоръжението разполага с три турбини на Pelton, всяка от тях работи на височина приблизително 1869 метра и дебит 25 кубически метра в секунда, като работи с ефективност по-голяма от 92%.
През декември 2000 г. портата на язовира Cleuson-Dixence, която захранва турбините Pelton в Бидрон, се разруши на около 1,234 метра, принуждавайки спирането на електроцентралата.
Разривът беше дълъг 9 метра с ширина 60 сантиметра, което причиняваше потокът през разрушаването да надвишава 150 кубически метра в секунда, тоест имаше бързо отделяне на голямо количество вода при високо налягане, унищожава преминава около 100 хектара пасища, овощни градини, гори, измиване на различни хижи и плевни, разположени около този район.
Те проведоха голямо разследване на произшествието, в резултат на което почти изцяло преработиха перото. Основната причина за разкъсването все още не е известна.
Редизайнът изискваше подобрения в облицовката на тръбите и подобряване на почвата около пещерата, за да се намали притока на вода между тръбата и скалата.
Повредената част на пестохода е пренасочена от предишното място, за да се намери нова скала, която е по-стабилна. Строителството на преработената порта е завършено през 2009 г.
След това произшествие съоръжението Bieudron не функционира, докато не заработи напълно през януари 2010 г.
Препратки
- Пентон колело. Уикипедия, безплатната енциклопедия. Възстановено: en.wikipedia.org
- Пелтонова турбина. Уикипедия, безплатната енциклопедия. Възстановено от es.wikipedia.org
- Лестър Алън Пелтън. Уикипедия, безплатната енциклопедия. Възстановено от en.wikipedia.org
- ВЕЦ Бидрон. Уикипедия, безплатната енциклопедия. Възстановено от en.wikipedia.org
- Турбини Пелтън и Турго. Първи възобновяеми енергийни източници. Възстановен от възобновяеми източници.бг.
- Ханания Дж., Стенхаус К. и турбина Джейсън Донев Дж. Пелтън. Енциклопедия за енергийно образование. Възстановен от energyeducation.ca
- Пелтонова турбина - аспекти на работа и дизайн. Научете инженерство. Възстановено от learnnengineering.org
- Хидравлични турбини. Power Machines OJSC. Възстановени от power-m.ru/es/
- Пелтон колело. Hartvigsen Hydro. Възстановено от h-hydro.com
- Болинага JJ Елементална механика на флуидите. Католически университет „Андрес Бело“. Каракас, 2010. Приложения към хидравлични машини. 298.
- Linsley RK и Franzini JB Hydraulic Resources Engineering. CECSA. Хидравлични машини. Глава 12. 399-402, 417.
- Wylie S. Механика на течностите. McGraw Hill. Шесто издание. Теория на турбомашините. 531-532.